Penthorum L.及其相关属物种的RPB2基因系统发育

《Biologia》：RPB2 gene phylogeny of species in Penthorum L. and related genera

Penthorum chinense和Penthorum sedoides的系统分类通过分析RPB2基因的亚单位序列，结合形态学和解剖学特征，确认其应保留在单属科Penthoraceae中。

　　

摘要

Penthorum chinense Push 和 Penthorum sedoides L. 是属于 Penthorum L.（Penthoraceae 科）中仅有的两个分布于东亚和北美东部的物种，根据以往的分子、形态和解剖学数据，它们在系统分类学上的位置仍不确定，难以归入 Saxifragaceae、Crassulaceae、Haloragaceae、Caryophyllaceae、Polygonaceae 或 Phytolaccaceae 中。为阐明 Penthorum 的系统发育关系和进化历史，研究人员设计了新的引物来扩增核基因 RNA 聚合酶 II 第二大亚基（RPB2）的 11–14 号外显子及其间的内含子。通过对 21 个科 35 个物种的外显子 12–13 的序列进行分析，采用了最大简约法（MP）、最大似然法（ML）和贝叶斯推断法（BI）。内含子分析发现存在两种 RPB2 副基因：RPB2-I 副基因型（包含内含子 11–13）和 RPB2-D 副基因型（缺少内含子 11–12，内含子 13 仅存在于 P. chinense 中）。MP、ML 和 BI 构建的系统发育树显示，Saxifragaceae、Crassulaceae、Haloragaceae 以及 Penthoraceae（P. sedoides 和 P. chinense）的物种形成了一个得到强烈支持的 RPB2-I 支系；Caryophyllaceae、Penthoraceae（P. chinense）和 Phytolaccaceae 的物种形成了另一个稳定的 RPB2-D 支系；而 Polygonaceae 的物种则构成了另一个独立的 RPB2-D 支系。在 RPB2-I 支系中，P. chinense 和 P. sedoides 与 Myriophyllum spicatum L.（属于 Haloragaceae）归为同一类群。在 RPB2-D 支系中，P. chinense 与 Myosoton aquaticum (L.) Moench（属于 Caryophyllaceae）共同构成了一个单系群。因此，Penthorum 与 Myriophyllum L. 和 Myosoton 的物种关系密切，它们的共同祖先经历了 RPB2 基因的复制和副基因排序现象。结合形态和解剖学特征，本研究的分子结果支持将 Penthorum 保留在单属的 Penthoraceae 科中。